鈣鈦礦太陽(yáng)能電池碳背電極的制備.pdf

1、在常規(guī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(Perovskite solar cells，PSCs)中，通常使用有機(jī)P型半導(dǎo)體提取空穴，并使用蒸鍍法制備的Au或Ag薄膜電極進(jìn)行收集。目前，PSCs普遍使用的有機(jī)空穴傳輸層spiro-MeOTAD不僅價(jià)格昂貴而且穩(wěn)定性較差，Au或Ag作為PSCs的背電極需要高真空設(shè)備進(jìn)行制備，不適合商業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。因此，選擇優(yōu)異的背電極材料不僅可以保證電池的性能，還可以提高電池穩(wěn)定性，從而有利于PSCs未來(lái)的大規(guī)模生產(chǎn)。<

2、br>　　本論文圍繞降低鈣鈦礦太陽(yáng)能電池成本及提高器件的穩(wěn)定性進(jìn)行了一系列探索性研究，主要內(nèi)容是制備適合碳基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的背電極，并研究背電極材料、結(jié)構(gòu)、制備方法及熱處理對(duì)電池性能的影響規(guī)律，對(duì)其中有關(guān)重要發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了分析，具體內(nèi)容如下:
　　(1)使用商業(yè)導(dǎo)電炭黑和有機(jī)添加劑來(lái)制備適合印刷的碳漿，發(fā)現(xiàn)制備出的碳背電極具有非常差的導(dǎo)電性，不適合做鈣鈦礦太陽(yáng)能電池背電極。研究在導(dǎo)電炭黑中加入大尺寸的針狀焦從而提高碳背電極的導(dǎo)電性，

3、光電轉(zhuǎn)換效率為0.53％，并對(duì)光電性能進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)難以控制的碳背電極較差的界面接觸是導(dǎo)致電池性能低下的原因。
　　(2)使用噴涂替代刮涂，電池最高光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到3.9％。針對(duì)炭黑粒子間接觸不良這一問(wèn)題，使用機(jī)械加壓增加碳背電極導(dǎo)電性和提高電池性能。研究了復(fù)合碳材料制備背電極對(duì)電池性能的影響，發(fā)現(xiàn)碳納米管制備成鈣鈦礦太陽(yáng)能電池背電極后導(dǎo)電性較差，但將碳納米管與炭黑復(fù)合后，電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到6.57％。
　　(3)研

4、究了用針狀焦制備鈣鈦礦太陽(yáng)能電池背電極，優(yōu)化了樣品熱處理溫度，發(fā)現(xiàn)1500℃下碳化的針狀焦的電阻最小，適合作為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的背電極。發(fā)現(xiàn)由于水分的存在，在空氣中噴涂針狀焦容易對(duì)鈣鈦礦層造成破壞。對(duì)以針狀焦背電極為基礎(chǔ)的碳基鈣鈦礦電池進(jìn)行了穩(wěn)定性研究，連續(xù)8天的測(cè)試表明電池光電轉(zhuǎn)化效率并未下降。
　　(4)研究了熱處理對(duì)以針狀焦背電極為基礎(chǔ)的碳基鈣鈦礦電池性能的影響，發(fā)現(xiàn)熱處理后電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到8.57％。通過(guò)對(duì)電池進(jìn)行